[硫酸生产中污酸处理的实践与思考] 硫酸氨基葡萄糖片价格
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收稿日期：2006-9-18� 作者简介： 马明兰（1982-），女，湖北宜昌人，武汉科技大学中南分校生命科学学院教师；易求实（1943－），男，湖南长沙人，武汉科技大学中南分校生命科学学院教授。�
（武汉科技大学中南分校 生命科学学院，湖北 武汉 430223）�
摘要：本文对有色冶炼尾气净化中产生的污酸进行处理的重要性作了介绍，对污酸处理的不同方法进行了比较和评价。着重指出，使洗净水闭路循环是污酸处理的科学和合理的方式，符合可持续发展战略和循环经济的要求。根据污酸处理实践，对如何实现洗净水闭路循环处理进行了论述和思考。�
关键词：污酸；处理；闭路循环�
中图分类号：X703.1 文献标识码：A��
一、污酸处理的重要性�
环境污染物中，重金属汞、镉、铅、铬以及类金属砷，对人和动物危害最为严重。进入大气、水体和土壤等各种环境的重金属，均可通过呼吸道、消化道和皮肤等各种途径被动物吸收。当这些重金属在动物体内积累到一定程度时，即会直接影响动物的生长发育、生理生化机能，直至引起动物的死亡[1]。由于重金属不能被微生物降解，在环境中只能发生各种形态之间的相互转化，所以，重金属污染的消除往往更为困难，对生物引起的影响和危害也是人们更为关注的问题[2]。在有色冶炼中，环境毒害非常严重的砷、镉、氟等，相当一部分进入烟气中，我国将它们列为一类污染物。据估计，有色冶金系统每年有约1万吨以上的砷进入烟气[3]，如果不进行处理，将使2000亿立方米以上（相当4条黄河的年流量）的水砷含量达到50ug以上，不进行处理则不能饮用。在利用烟气制酸的过程中，它们又转移到洗涤烟气产生的“污酸”中，因此，有效回收污酸中包括砷、镉在内的重金属以及氟，实际上是扼住了有色冶炼中最重要的污染源。�
二、污酸处理现状�
含砷及重金属废水的治理方法很多，如中和法、硫化法、铁氧化法、电凝聚法、离子交换法、吸附法等等[4]。随着国家对污染控制力度的加强、控制指标的要求更加严格，对这些方法的研究及实践，将越来越深入。面对污酸废水排量大、含量高和组成复杂的特点，目前采用得较多的是硫酸亚铁―石灰法和硫化法两大类。�
（一）硫酸亚铁―石灰法�
这类方法用石灰中和污酸并调节PH，利用硫酸亚铁中的铁能与砷、镉生成难溶盐、铁的氢氧化物具有强大的吸附和絮凝能力的特性，达到去除污酸中砷、镉等有害重金属的目的，此过程中氟也同时被去除[5][6]。杜冬云、易求实等在一种去除水中重金属的专利技术[7]的基础上对于砷含量8000mg/L，含镉165mg/L的高砷高镉污酸废水，提出新改进的铁盐法。该方法能确保砷镉的达标排放，砷的去除率达到99�99％[8]。�
石灰―硫酸亚铁法处理污酸产生的渣量很大，砷等重金属在渣中呈稀散分布。年产量20万吨的厂，有近7万吨湿废渣产生，砷镉等资源化再回收困难，废渣的无泄漏永久存放也难以实现。二次污染随时都可发生。�
（二）硫化法�
硫化法是用可溶性硫化物与重金属反应，生成难溶硫化物，将他们从污酸中除去。硫化渣中砷镉等含量大大提高，在去除污酸中有毒重金属时，同时实现重金属的资源化，这类反应可在PH较低的条件下发生，留下的稀酸可用于磷肥生产[9]。�
硫化法去除砷镉的效果目前还不能和石灰―铁盐法比较，处理后的污酸中砷含量还有几十mg/L，有的可达100mg/L[10]。因此，硫化法目前实际是一种预处理方法，用它将大部分重金属取走并富集余渣中，使后续的达标排放处理难度降低。不同的侧重点，形成不同的硫化工艺路线，常见的有：�
工艺路线回收了大部分砷镉，但砷镉含量仍较高，有将此“净化酸”用于磷肥生产的报道，砷镉有可能超标。当净化酸找不到出路时，为了使污酸废水达标排放，必须采用铁盐―石灰法除砷镉氟，但渣量大幅度减少。�
如何进一步提高硫化法的砷镉去除率，金隆铜业公司等单位研究采用了中和―硫化―氧化工艺[11]，将硫化法的砷的去除率提高到95％以上，剩下的5％仍采用石灰―铁盐法处理：�
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三、污酸处理的原则思考�
党的十六大以后，中央对我国的经济建设和社会发展，提出了可持续性发展战略，发展循环经济和构建和谐社会等重大决策。我国的环境保护政策，随之进入一个新时期，对污染防治认识将更深远，要求将更严格，执法将更严厉。国家环保总局将水污染作为污染防治的重中之重。明确指出在污染的防治中要防止污染物形成二次污染。在这样的总体形式下。对污酸污染治理的原则也要进行新的思考。�
第一，资源化和无害化原则。重金属和氟的不可降解性的特点，防止在处理过程产生的废渣废水成为新的污染源，是治理方案或工艺流程设计必须重点考虑的。对于重金属污染物，重点考虑资源化回收，对于硫酸，首先考虑无害化再兼顾资源化。重金属污染物一旦不能做到资源化，就难以有无害化的路线可走，势必会导致污染物转移或出现二次污染的后果。资源化回收工作不仅有技术问题，也有环境政策问题，例如，污酸硫化渣中砷含量可达52％，人们还在采用水泥固化弃置[12]，原因之一就是因为白砒价格太低，将含砷滤饼制成白砒无利润可言。�
第二，高效去除和高度富集并重原则。高效去除是治理工艺的根本前提，离开这个根本前提，将失去环境法规和环境政策的肯定和支持。但高效去除并不等于高度富集，现某公司采用的“新改进的铁盐法”[8]砷的去除率可达到99�99％，但是，这是以大量的石灰，超量的铁盐投入取得的效果。药剂大量的投加必然产生大量的废渣，必然导致重金属在渣中的稀散分布，为后续处理带来重重困难，必然导致二次污染的危险。�
人们在孜孜不倦的追求高效去除高度富集功能的处理剂和处理方法。污酸有害成分复杂，试图用一种药剂或某种单一手段轻易达到去除目的的愿望，近期内还不太可能实现。在处理水中高浓度有害重金属方面，虽然多种有机制剂问世，还没有一种能与硫化钠这样广普、高效和廉价的药剂相比拟。善用巧用无机硫化物处理重金属废水，会收到高效去除高度富集的效果。�
第三，闭路循环原则。现行的污酸处理大多采用达标排放的方案，对污酸中的砷氟，采用的是“除恶务尽”的处理方法。要求去除率高到令人难以置信的程度，例如采用“新改进的铁盐法”处理8000mg/L的高砷废水，在工业规模的连续流程中，外排水中砷浓度可小于0�5mg/L，去除率在99�99％以上。这么高的去除率除了要有可靠的工艺保障外，还必须具有优良先进的设备支撑，严格的规章督促管理，高素质的职工队伍运作实施。这么高的去除率，留给设备的“安全裕量”必然是很小的。、留给工艺的“自由度”必定是很窄的，上班时工程师和工人的神经都还是高度紧张的。如何改变这样的状况？使污酸废水经处理后洗净水循环使用，使污酸废水实现零排放，当是根本的办法。�
第四，客观成本原则。污染的防治是需要资金投入的，是有一定治理成本的，人类对污染防治，经历了一个由浅入深，由被动到主动的过程。这种被动和肤浅意识长期主宰着环境污染防治工作，表现为追求形式而不注重效果，追求短暂的目前而不注重长久的将来，追求污染的局部治理而不注重污染的迁移。在这种思想观念下形成的治理成本，是不客观的，往往是偏低的，只考虑局部治理的成本，显然要比兼顾防止二次污染产生的全局治理成本要低。现在环境污染治理正处在一个转型时期，如果仍以老的成本观念来审视新的处理方法，新方法可能由于处理费用过高被否决。因此，树立一个新的客观的成本观念在新时期的环境污染治理中更为重要。�
四、污酸闭路循环处理�
（一）污酸处理水闭路循环基本构想�
污酸是对SO2尾气除尘除SO3烟雾的净化工艺中产生的，净化工艺对水质并无特殊严格要求，所以，对污酸中的重金属、砷、氟进行适当削减处理后，仍可返回净化工段循环使用，应仍能满足净化工艺的要求。有报道20世纪70年代起，厦门化肥厂[13]和荆门市磷肥厂[14]等就开始研究闭路循环工艺。江苏瑞和化肥有限公司在100Kt/a装置上实现了闭路循环，达到零排放[15]。武汉青江化工股份有限公司在成功实现部分循环实践的基础上，开始准备实现全闭路循环[16]。�
（二）污酸处理水闭路循环的关键�
全闭路循环工艺在用化学方法削减污酸中有害重金属和稀酸过程中，必然造成水的硬度增加和无机盐积累。硬度过高会使管路和设备结垢堵塞，无机盐的累积（例如氟盐，锰盐）还会影响净化效果。实现全封闭无限循环的困难也主要集中在这里。要实现全封闭无限循环最重要的是要防止垢的产生和氟砷等影响净化效果物质超过限度。研究发现，少量聚丙烯酸或马丙共聚物等，对CaSO4•2H2O晶种表面具有吸附作用，抑制了CaSO4•2H2O的结晶生长，从而具有很好的阻垢作用，这类物质称为阻垢剂[17]，能有效阻止循环冷却水水垢的产生。循环冷却水的钙镁总量是固定的，有理由相信，阻垢剂能很好发挥阻垢作用，而二氧化硫尾气洗净水的闭路循环，水中的钙会在每一次循环中得到补充。因此，阻垢剂能否在二氧化硫尾气闭路循环洗净水的处理中很好发挥阻垢作用？值得研究。特别是无限闭路循环工艺。�
由上可知，实现污酸处理水无限闭路循环，达到零排放的目的，最根本的是要控制离子浓度，初步试验发现，控制恰当PH，以石灰中和硫酸，添加少量助剂，有可能使砷钙氟浓度保持在允许范围内，有实现零排放的可能。根本上消除污酸可能产生的危害。进一步研究表明，运用系统工程理论，污酸可以零排放，而实现循环经济模式。相信在可持续性发展战略，发展循环经济和构建和谐社会等重大决策支持下，污酸的零排放处理，SO2洗净水的闭路无限循环工艺一定能建立并逐步完善起来。有色冶炼有毒重金属废水将得到彻底的防治。�
参考文献�
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[6]余勇.铅锌冶炼厂硫酸废水的处理工艺探讨[J].湖南有色金属，2001,（7）.�
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[13]厦门化肥厂.硫酸污酸循环使用[J].硫酸工业，1972,（2）.
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